室外无人小车比赛

今天，朱宗晓老师给我发送了一个推文，介绍了一项已经举办了14届的国际无人小车大赛（International Autonomous Robot Racing Challenge）的情况。比赛官方网站：

https://iarrc.org/我对该比赛名称中将竞赛车模称为Autonomous Robot表示既赞同（Autonomous）又不赞同（Robot），当然对于国内将全国大学生智能汽车竞赛中的车模称为Intelligent Car在现阶段也表示不妥，不过这是文化习惯不同而已。

他们竞赛官网介绍该比赛第一届在2005年四月举办，现在是第11届比赛了，看来其中有几年是间隔没有举办。通常每年最少有9~11支队伍，60多名学生参加这场

盛大比赛。承办学校为加拿大滑铁卢大学，没有标明主要赞助商信息。

虽然队伍少一些（可能还赶不上国内高校的校内车模比赛的规模），但会有来自美国，加拿大的多所高校的同学参赛，因此称为国际无人小车比赛。此外也有来自波兰（2018），埃及（2016）的参赛队伍。

从下面这张来自官网所显示参赛同学合照。黄皮肤、黑皮肤、白皮肤显示着国际学生的氛围，各式各样的车模及其外形更加衬托出比赛文化的多样性。

上图中最左边的车模明显体积硕大，如下图所示。不太清楚这个车模究竟是正式参赛车模还是演示车模。只是从车体上所粘贴商标来看，显然这两车模得到了大量商业自助，估计造价不菲。故此在比赛中，它显得那么鹤立鸡群。

通过他们今年比赛规则可以看出，参加比赛的队伍组成队员要求比较宽泛，可以是高中生(High School),专科生(College),本科生(Undergraduate)或者研究生（Graduate）,至少有一名指导教师对参赛队员学生身份进行负责。每队的队员数量规则中没有规定。

大赛报名每支收取

300加拿大元的报名费（提前报名有折扣，折扣100加拿大元）。可能没有拉到像NXP这样大的商业公司的赞助，所以比赛收取报名费，而且队伍规模少。

IARRC比赛对于参赛车模要求很有亮点。首先没有指定车模供应商，只是对车模的尺寸有了限制（长110cm,宽60cm,高80cm），重量不超过30公斤。只允许使用电驱动。所以在上面图中才可以看到这些外观结构差异很大的参赛车模。

对于安全性的要求中包括车模必须具有机械和无线遥控停止功能。必须有硬件保证车模最高速度不超过10米每秒。这是无人车模竞速比赛，要求最高速度实在令人匪夷所思。不过的确会保证参赛学生的安全的。

IARRC比赛场地是室外，在滑铁卢大学的Q停车场内，其中包括有坡度为10°的坡道，停车场内是柏油路面。

天气除非下大雨，造成场地过于湿滑，组委会考虑将比赛转移到学生设计中心E5建筑室内进行（水泥地面）。所以参赛车模必须能够适应小于天气，并能够越过水坑。

赛道边界是由宽度2英寸（5.08cm）的白色牛皮胶带纸粘贴。对于双赛道，其中使用同样胶带纸，按照25cm间隔粘贴25厘米长的虚线进行分开。赛道边缘也有可能包括有白色的实际公路标志线。赛道宽度在后面中说明是1.5米宽。

赛道的起始和终点线（看来不是环型赛道）为宽度6英寸的白色实线组成。

比赛开始采用交通灯控制。当路边距离发车线两米远的交通灯从红色变成绿色后，车模开始发车，比赛系统开始计时。

这让我想起国内第十届比赛的时候采用发车灯塔控制，结果有很多车模是没有能够正确识别发车信号，只能靠人工发车了。

比赛赛道通常情况下是直道，没有十字路口，弯道，坡道，环岛，估计在室外制作这些赛道元素会给滑铁卢大学组委会添不少的麻烦。所以老外们能省事就省事。不过对于比较容易找到的元素还是可以办到的。比如前面的发车所用的交通灯。另外一些交通锥桶可以在亚马逊上淘到，所以也会在赛道上摆上锥桶路障。

此外，也会使用打印机，或者喷绘制作几个交通标志，放在赛道上，表示不同的方向。这些标识是黑底白字，如下图所示。

规则后面说明这些方向交通标志用于比赛科目4：方向追踪。

在今年的规则第七项，还特别强调在比赛中，只允许一辆车模进行比赛，以避免车模之间相互伤害。

估计在以前比赛中，两个车模同时比赛，相互撞击引起争执。因此索性今年就不再搞这样比较刺激的对抗比赛了。

以下是IARRC比赛日程安排，从报道到比赛完也是安排了三天半的时间，第一天报道，晚上开幕式。 第二天上午参赛队伍现场练习，从下午就开始比赛了。在最后一天中午进行颁奖，这与国内比赛的日程相似。

与国内智能车比赛分成若干组别不同的是，IARRC比赛只有一个组别，但这个组别进行

四个不同科目的比赛，最后总成绩是将四个科目得分加在一起。这个从下面比赛的日程表可以看出。

比赛科目1：汽车加速赛（Drag Race）这个比赛规则简单，难度小，估计是先给各个参赛队伍热热身。

每个车模在给定的大约50米长，1.5米宽的笔直的赛道上，就一个字：往前冲。

比赛时有60秒准备时间，必须2分钟跑完，总共可以由两次冲出赛道的机会。按照时间计算得分。

比赛科目2：环路比赛（Circuit Race）赛道是长约70米的环形赛道，包括有直道、弯道，但不会有十字路口。车模逆时针沿着赛道运行。

比赛时有60秒准备时间，比赛3分钟跑完，也是总共有两次失败的机会。车模在交通灯指挥下发车，运行一周需要自动完全停止。规则没有规定停止的距离。

比赛科目3：躲避路障(Obstacle s Avoidance)将前面的圆形赛道加宽到两米宽，然后在赛道中随机摆放交通锥桶，或左或右。赛道一周中路障大约15个。

最有挑战的一种路障情景就是两排路障，左右交错摆放。每排路障是由五个交通锥桶组成，如下图所示。

比赛规则与前面类似，只是车模需要躲避路障。如果没有躲开，撞击了路障，将会惩罚15分。如果超过10个障碍被撞击，则需要重新开始。这个规则还是比较宽泛的。

比赛科目4：识别路面方向标志(Sign Following)这个时候赛道不再是圆形赛道了，而是有一些垂直交叉直道组成的交通网格。其中包括有许多十字路口。赛道有双向两车道组成，中间由虚线隔离。车必须行驶在右边道路上。

在每个路口上前的路面上会摆放行进箭头，指示车模正确的行进方向。按照正确的方向行进便可以从出发点到达终点。

如果走错了，那就上帝保佑你了。但是规则还是比较人性化，如果发现走错了方向。参赛队员可以停止车模，重新将车模放回该路口前一米，重新发车。比赛计时不会停止。每重新发车一次，惩罚25分，超过六次错判标识方向，则比赛重新开始。

下个表格给出了四个比赛科目的赛道参数和赛道元素。其中倒数第二行清楚表明，比赛中每条赛道只有一个车模比赛，这就是避免车模之间相互碰撞。

比赛成绩是按照分点（Score）来评分的，不是单一的时间值。 将比赛时间换算成分值是按照如下公式进行：

是用你的车模时间除以所有完赛队伍中用时最长的时间再乘以150，再加上50。这是个很奇怪的公式。如果每个科目都是第一名，而且没有被罚分，每个科目可以最高得到200分。总得下来可以得到1000分的总分。

没错。四个科目本应该最多得到800分。但最后还有一项称为设计分（Design Compeition）200分,占总分的五分之一。它是来自于参赛队伍提交的书面报告，口头报告以及演示视频得分，是一个主观评判分数。

这个分数比较有特色，这也是国内智能车比赛想做但又力不从心的评分环节。

每个参赛队伍都会要求提交一份详细的技术报告，按照IEEE期刊杂志格式要求提交。比赛后技术报告会公布在竞赛网站上。

要求报告详细描述车模设计理念和相关的部件。并对独特的创新点和车模的智能算法进行强调。组委会将会对提交的报告进行审阅打分。

同样，每个队伍还需要经过口头答辩以及使用视频进行路演。这些评分是在第二天进行，这个评判是与参赛队伍进行试车环节同步进行。

下面是设计评分的一些标准。

在比赛中引入主观评判环节，可以对参赛队伍在技术交流和表达能力方面进行考察，有利于更加综合培养现代工程师的素养，这一点值得借鉴和学习。

只是在国内的比赛，每个赛区动辄就有几百支参赛队伍的规模，相比IARRC的的十几支队伍来说，实现上面的主观评分环节就太困难了。

对了，还没有介绍他们是用什么车模硬件配置呢。下面是他们官网网站推荐使用的车模相关硬件配置。

车模底盘：Traxxas赛车车模:$1500

主控计算机：Jetson TX2+PC104 : $1500

舵机为控制板：Arduio: $100

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传感器：摄像头，IMU，GPS： ￥1000

机械制动刹车片：$500

说实在的，一开始，看到比赛报名费用300加拿大元，还觉得挺贵的。现在看看他们的车模配置，300加拿大元的报名费几乎可以省略了。

好吧，我们的确还是第三世界国家。在玩的东西上，价格是不一样。如果请他们到中国来参加比赛，不知道他们感受是什么？

看完IARRC室外小车比赛，你们觉得全国大学智能汽车竞赛应该借鉴些他们规则中那些亮点？如果有建议，就请把你们的观点写在“留言”中吧。